第五章 逻辑图及二进制逻辑元件的图形符号

第五章 逻辑图及二进制逻辑元件图形符号
第一节 逻辑图的基本概念 第二节 二进制逻辑元件的图形符号 第三节 关联符号及关联标注法
第一节 逻辑图的基本概念
逻辑图：即二进制逻辑电路图，是由二进制逻辑元件图形符号按逻辑功
能要求用连接线相互连接而成的电路图。 构成元素主要有：逻辑元件的图形符号、信号名及连接线标记。 一种重要的基本电路图或电路图中的重要组成部分，体现逻辑功能和工 作原理，也是编制接线图，绘制印制板图等文件和测试、维修的依据。
图5-4 极性指示符
图5-5 正与门
图5-6 负或门
表5-5 图5-7单元内 部逻辑状态表 a b c 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
表5-6 图5-8单元 内部逻辑状态表 a b c 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0
极性指示符表示：图5-7二输入与,图5-8二输入端或单元
图5-17 地址关联
图5-18 RAM2114的图形符号
三、关联符号解释
3.
控制关联(C关联)：仅用于时序单元，可隐含一个以上的“与”关系， 它用来标记产生动作的输入及表明受它控制的输入，如图5-19。
图5-19控制关联
三、关联符号解释
4.

5.

6.

7.
使能关联(EN关联) “影响”=1时，允许动作。 方式关联(M关联) “影响”=1时，允许动作(已选方式)； “影响”=0时，禁止动作(未选方式)。 非关联(N关联) “影响”=1时，求补状态。 置位关联(S关联) 置位关联和下面的复位关联用于需要规定R=S=1时，对双稳元件有 作用的场合，若不需要，则不应使用此种关联。 “影响”端Sm=1时，双稳元件输出S=1，R=0时通常呈现的内部逻 辑状态；而与R输入的状态无关。若Sm=0，则它不起作用。
2. 框的组合
限定符号分为两大类，即总限定符号及同输入、输出有关的限定符号。 1. 总限定符号:表示电路或器件的总体逻辑功能，常用符号如表5-7。
三 限 定 符 号
三、限定符号
2. 同输入、输出有关的限定符号 表示相应的输入、输出的逻辑功能或物理特性。 基本分三类，除下面的两类外，另一类是关联符号，将在第五章第三 节介绍。 输入、输出端的逻辑限定符号：表示输入、输出端框内外逻辑状态(电 平)关系和内部连接处的逻辑状态之间的关系。如表5-8。
逻辑状态
图5-2 逻辑状态概念理解图
三、逻辑约定
1. 2. 逻辑约定：逻辑电平与逻辑状态的对应关系。 逻辑约定分类： ① 采用逻辑非符号的逻辑约定，含正逻辑约定和负逻辑约定。 ② 采用极性指示符号的逻辑约定 例：二输入与74LS08逻辑电平表和逻辑状态表，表5-2、5-3和5-4。 按表5-3，电路为与门，如图5-5；按表5-4，电路为或门，如图5-6
表5-2 电平表 1A L 1B L 1Y L
表5-3 逻辑状态表-正逻辑约定
表5-4 逻辑状态表-负逻辑约定
1A 0
1B 0
1Y 0
1A 1
1B 1
1Y 1
L
H
L
0
1
0
1
0
1
三、逻辑约定
例：用极性指示符的74LS08电路，如图5-7和5-8。内部逻辑状态表分别如表5-5 和表5-6所示。
图5-3 逻辑非
图5-10三种基本框
二、框及框的组合
公共控制框与公共输出元件框
图5-11公共控制框输入的等效原理
图5-12公共输出元件框的等效原理
2. 框的组合
① 为了简化，相连单元框可采用组合画法：①邻接法；②镶嵌法。 ② 组合原则： 若相组合的两个框之间的公共线与信息流方向相同„如图5-13a中两“＆” 单元之间的公共线‟，则这两个单元之间无逻辑关系； 两组合单元的公共线与信息线流动方向垂直，则这两个单元之间至少有 一种逻辑关系。单元之间逻辑关系的数量由限定符号阐明，若此公共线 两边无标志，则两单元之间只有一种逻辑联系，例如图5-13a中的每个 “＆”单元与“≥”单元之间的联系。
框内符号:表示输入端所限定的控制功能或输出端输出状态的限定条件。 例如：使能输入EN；三态输出。常用的框内符号见表5-9。
第三节 关联符号及关联标注法
一、概述 1. 关联符号是与输入、输出有关的限定符号，用来注明二进制逻辑元件的输 入之间，输出之间或输入与输出之间逻辑关系的一种方法。 2. 关联双方用“影响”和“受影响”两个述语。主动的与被动的，分别称作 “影响输入(或输出)”和“受影响输入(或输出)”。 二、关联符号的标注方法 1. 关联符号(字母)后跟一个关联标记序号放在“影响”端，则凡标出同一关 联标记序号的输入、输出端均为受此“影响”端影响的“受影响”端。例： 图5-14所示的JK触发器的关联符号，
二、关联符号的标注方法
① 影响输入(输出)关联标记由两部分组成：标记字母在前，标记序号紧跟 在后。关联标记字母是由标准规定，常用符号如表。
关联类型
地 址 控 制 使 能 与 方 式
关联标记字母
A C EN G M
关 联 类 型 关联标记字母
非 复位 置位 或 互连 N R S V Z
二、关联符号的标注方法
第二节 二进制逻辑元件的图形符号
一、二进制逻辑元件图形符号的组成 二进制逻辑元件的图形符号都是由框和限定符号两部分组成，如图5-9 其中框或框的组合表示二进制逻辑元件，限定符号说明逻辑功能。 符号组成：
图5-9图形符号的组成
二、框及框的组合
1. 基本框 三种基本框：元件框、公共控制框和公共输出元件框，如图5-10。 元件框：二进制逻辑元件的基础框，二进制元件至少包括一个元件框 公共控制框:和公共输出元件框一样，目的在于简化图形符号。表示一个 或多个公共输入。 除非关联符号限定，公共控制框的输入是其下各单元的输入，如图5-11 公共输出元件框：一列诸单元的共同输出，等效原理如图5-12，其图形 与元件框的区别是顶部有两线。 元件框可单独组成逻辑元件的外廓，其他两种框只能和元件框或它的组 合共同组成一个逻辑元件的外形轮廓。
图5-15 关联标注的等效功能
1.与关联(G关联):受Gm输入(出)影响的每一个输入(出)与该Gm输入(出)处在 相“与”的逻辑关系，如图5-16。
三 关 联 Biblioteka 号 解 释图5-16 与关联
2.地址关联(A关联)
例5-3：每字2位的3字可读写(随机存取)存储器。 例5-4：随机存取存储器2114。阅读图5-18的2114图形符 号，2114是具有1024(1K)个4位可读写存储器的RAM。
三、关联符号解释
8. 复位关联(R关联) “影响”端Rm=1时，双稳元件的输出将呈现其R=1，S=0时通常呈现的 内部逻辑状态；而与S输入的状态无关。若Rm=0，则它不起作用。 9. 或关联(V关联) “影响”=1时，“受影响”端置1状态。 10. 互连关联(Z关联) “影响”的内部逻辑状态=1时，“受影响”的内部逻辑状态被强置为1
一、逻辑变量和逻辑函数
1. 逻辑变量：逻辑代数(布尔代数)中的变量，仅为“1”或“0”。 2. 逻辑函数：逻辑问题“结果”是由各种“条件”的逻辑组合得到的。结
果与条件均由逻辑变量表示 3. 逻辑函数三种表达方式： 真值表或逻辑状态表：直观表达逻辑函数与各逻辑变量间的逻辑关系 例5-1： A＝B的逻辑,表5-1 A=B的逻辑关系 逻辑表达式：逻辑函数用Y=f(A、B…)的形式来表达
四、逻辑图
电气技术领域，逻辑图是表示二进制数字系统逻辑功能的电气简图。 1. 逻辑功能图（理论逻辑图）：仅表示逻辑功能和逻辑关系，不涉及实现 方法，即逻辑元件符号不代表物理器件，仅有理论含义，属功能图。 不能采用极性指示符号，而只能采用逻辑非符号。 2. 二进制逻辑电路图：也称详细逻辑图或工程逻辑图，它不仅表示逻辑功 能、逻辑定义，而且图中各逻辑元件符号与器件实体一一对应。 可采用逻辑非符号，必须在图上注明是正逻辑约定还是负逻辑约定 绘制详细逻辑图时，不一定依据最简布尔代数式设计电路，这是因 为受到所具有的器件品种和电气特性的要求的制约，例如图上连接 线两端，都可以出现逻辑非符号或极性指示符号。
2) 受影响输入(或输出)的关联标记仅由关联标识序号组成。受影响输入(或输 出)端可以多个。如图5-14的受影响输入端有两个（1J和1K）。 3) 如果起控制作用的是“影响”输入(或输出)的内部逻辑状态的补状态，则 在受影响的输入(或输出)的标识序号上加横线，如图5-15中的“1”。 4) 多个“影响”对某一“受影响”输入(或输出)起作用时，应依次标出各 “影响”的标识序号，中间以逗号隔开。例如图5-20。 5) 同一个图形符号内，除地址A关联外，其他关联字母不能重复。
A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Y 1 0 0 1
例:表5-1的逻辑表达式为:Y = A•B + A•B 逻辑图：逻辑函数也可由与、或、非等二进制逻辑元件图形符号表示， 便于转换成实现函数的逻辑电路。
一、逻辑变量和逻辑函数
逻辑功能图：纯粹用来表达函数逻辑关系的逻辑图 例5-1的逻辑图如图5-1a，可用如图5-1b)所示的图形符号表示。
例5-5：图5-20所示的显示译码驱动器74LS247图形符号的逻辑功能分析。
图5-20显示译码驱动器74LS247图形符号
四、复杂功能的逻辑元件

对于诸如大规模、超大规模集成电路等复杂的数字电路组 件，运用上述的限定符号和关联符号，其图形符号可能还 是难于实现，这种情况下可以采用GB/T 4728.12中的复杂功 能元件图形符号的绘制方法，本书限于篇幅不作进一步的 论述，读者在必要时可查阅GB/T 4728.12 - 1996中的第六篇 “复杂功能元件”方面的内容。
图5-1 例5-1所示函数（同或函数）的逻辑图及其图形符号
二、逻辑状态和逻辑电平